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Mécanisme de changement de vitesse à pignons pour véhicules automobiles.
La présente invention a pour objet un mécanisme de changement de vitesse à pignons pour véhicules automobiles.
Elle prévoit un mécanisme principal comportant des arbres subdivisés en plusieurs tronçons et des accouplements de manoeuvre, ainsi qu'un mécanisme planétaire supplémentaire monté en série avec le méca.nisme principal et qui permet l'intercalation d'autres vitesses ou étages de transmission
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formant des vitesses intermédiaires à celles fournies par le mécanisme principal seul. Ce mécanisme planétaire est rationnellement muni d'une transmission à démultiplication, de sorte qu'on peut obtenir grâce à lui une vitesse inférieure même à la plus faible vitesse du mécanisme principal et utilisable notamment pour le démarrage. Le mécanisme planétaire est avantageusement placé en avant du mécanisme princ ipal.
La disposition de mécanismes supplémentaires dans des bottes de vitesses de véhicules automobiles est connue en particulier dans les bottes qui ne comportent pas un nombre suffisant de vitesses pour les exigences normales, ou pour des véhicules automobiles dans lesquels des conditions de fonctionnement différentes exigent des nombres de tours différents du moteur, par exemple dans le cas de la marche à vide et de la marche à pleine charge de camions, pour rouler en montagne et rouler en palier avec une même puissance maximum, etc.. Il existe aussi des mécanismes de changement de vitesse comportant des arbres subdivisés en tronçons. L'un des principaux avantages de ces arbres c'est qu'ils ne nécessitent pour un nombre déterminé de vitesses que le nombre minimum de pignons en fonctionnement.
L'invention crée précisément, par la disposition d'un mécanisme principal pourvu d'arbres subdivisés en tronçons et comportant rationnellement par exemple quatre vitesses comme à l'ordinaire, et d'un mécanisme planétaire, une boite de vitesses formant un ensemble de faible encombrement et permettant un grand nombre de vitesses excellemment étagées.
Grâce à la construction étudiée de façon que les pignons satellites ne tournent que dans une partie
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seulement des vitesses, on obtient, contrairement à ce qui résulte de la disposition d'une autre paire de pignons dans une boîte usuélle, et abstraction faite du plus faible encom- brement et de la plus grande douceur de marche, cet avantage @ que le mécanisme principal peut être utilisé avec la gradua- tion usuelle, donc avec les pa.ssages ou sauts usuels relati- vement grands d'une vitesse à l'autre, pour un mécanisme comportant un nombre inférieur de vitesses.
Le mécanisme principal peut lui-mme a.voir tout à fait la même construction que lorsqu'on n'utilise que le nombre de vitesses du mécanisme principal. Il suffit de prévoir une bride pour la. pose du mécanisme pla.nétaire. On obtient de ce fait d'importants avantages pour la fabrication par ra.pport à ce qui est le cas avec un mécanisme principal comportant une autre paire de pignons qui exige un type de carter ou boite spécial.
D'une façon générale, la, disposition est telle que le méca,nisme planétaire ne puisse intercaler de vitesses inter- média.ires relativement à celles que donne le mécanisme princi-' pal que dans la portée inférieure des vitesses, par exemple seulement au-dessous de la première ou, le cas échéant, entre la première et la seconde vitesses du mécanisme normal. Dans les vitesses supérieures, de nouvelles graduations ne sont pas nécessaires le plus souvent.
Le mécanisme de cha.ngement de vitesses à pignons selon l'invention est applicable en particulier aux automo- trices sur rails à actionnement par moteurs à combustion interne.
Un exemple de réalisa.tion de l'objet de l'invention est représenté schématiquement, en majeure partie en coupe, sur le dessin annexé.
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Le mécanisme principal est disposé dans le carter commun, dont la paroi est désignée par 1, et le mécanisme planétaire est monté en série par rapport à ce mécanisme principal.
Le mécanisme principal est constitué par trois paires de pignons. Chaque pignon est monté indépendamment sur un tronçon d'arbre particulier ou est d'une seule pièce avec ce tronçon d'arbre. Les deux lignes d'arbres sont donc constituées chacune dans le présent cas par trois tronçons d'arbre.
La première paire de pignons 2,3 porte sur les fusées d'arbres 4, 5 des manchons d'accouplement 6, 7 qui peuvent coulisser, mais ne peuvent pas tourner. La seconde paire de pignons 8,9 comporte des moitiés d'accouplement fixes 10, 11, 12, 13. La troisième paire de pignons porte de même sur les fusées d'arbres 16, 17, des manchons d'accouplement 18,19 pouvant coulisser mais sans pouvoir tourner.
20 désigne l'arbre récepteur. Le couple de rotation de commande arrive du mécanisme planétaire monté en avant et anime le pignon 2. 24, 25 et 26, 27 sont des leviers doubles, par lesquels les manchons d'accouplement 6, 7 et 18, 19 sont amenés alternativement en prise avec les moitiés d'accouplement correspondantes 10,11 et 12, 13. C'est ainsi que sont obtenues les diverses vitesses.
Le mécanisme principal décrit dans ce qui précède fournit à lui seul les quatre vitesses suivantes :
Première vitesse : pignon 2, pignon 3, accouplement 7, 11, pignon 9, accouplement 13, 19, pignon 15, pignon 14, arbre 20.
Seconde vitesse : pignon 2, pignon 3, accouplement 7, 11, pignon 9, pignon 8, accouplement 12, 18, pignon 14, arbre 20.
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Troisième vitesse : pignon 2, accouplement 6,10, pignon 8, pignon 9, accouplement 13, 19, pignons 15, pignon 14, arbre 20.
Quatrième vitesse (prise directe) : pignon 2, accouplement 6, 10, pignon 8, accouplement 12,18, pignon 14, arbre 20.
Le mécanisme planétaire monté en avant du mécanisme principal comporte une fusée d'arbre 30, qui est logée dans le pignon 2 mais est empêchée de tourner par rapport à ce pignon par des clavettes et rainures 31, 32. Un pignon planétaire 33 est monté de façon à pouvoir tourner sur la fusée d'arbre 30; ce pignon 33 comporte une surface de freinage 34 sur laquelle agit un frein à ruban 35. La fusée d'arbre 30 est solidarisée avec le support 36 des pignons satellites.
Les pignons satellites correspondants sont désignés par 37; ils engrènent avec le pignon planétaire 33 et avec la couronne 38 à denture intérieure. Cette dernière est solidarisée avec le plateau d'accouplement 39 qui est monté de façon à pouvoir tourner avec l'axe 40 dans le porte-satellites 36 et dans la fusée 30. Le plateau d'accouplement 39 est relié à l'arbre de commande 41, 44 désigne la surface latérale intérieure servant de surface de friction de la couronne à denture intérieure 38. 45 est une lame d'accouplement qui est montée sur le porte-satellites 36, de façon à ne pas pouvoir tourner par rapport à ce dernier, mais à pouvoir coulisser dans le sens axial.
Une autre lame d'accouplement 46 est également montée sur le plateau d'accouplement 39 de façon à ne pas pouvoir tourner mais à pouvoir coulisser axialement ; les pistons 47, qui sont logés dans des alésages 48, peuvent presser contre cette lame 46. 50, 51, 52 sont des canaux par lesquels de l'huile sous pression ou un autre
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fluide peut être conduit aux alésages 48. 53 est un anneau creux fixe, qui entoure étroitement l'arbre de commande 41 et dans la,chambre intérieure 54 duquel débouchent les alésages 52.55 est le conduit d'arrivée de l'huile sous pression.
L'arbre de commande 41 reçoit le couple de rotation que lui imprime par exemple un moteur à combustion interne.
Pour obtenir un nombre de tours inférieur à la première vitesse normale du mécanisme principal, comme cela est désirable au démarrage, et aussi pour obtenir des vitesses intermédiaires aux quatre vitesses normales décrites, le frein 35 est serré et de ce fait le pignon planétaire 33 est immobilisé.
Le conduit 55 est soustrait à la pression et comme il n'arrive pas d'huile sous pression, les pistons 47 ne chargent pas la lame 46. La lame 45 peut se déplacer librement entre la lame 46 et la surface de friction 44. Le porte-satellites 36 tourne par rapport au plateau d'accouplement 39 à une vitesse inférieure correspondant à la démultiplication qui est produite par le roulement des pignons satellites 37 contre la couronne 38 tournant au nombre de tours de la commande et contre le pignon planétaire 33 immobilisé par le frein.
Le couple de rotation qui anime le porte-satellites 36 et est transmis par la fusée d'arbre 30, les clavettes et les rainures 31, 32, se communique au pignon 2 du mécanisme principal. Le nombre de tours est ainsi démultiplié.
S'il y a maintenant lieu d'intercaler la vitesse immédiatement supérieure, la démultiplication produite dans le mécanisme planétaire est mise hors d'action du fait que le frein 35 est desserré et que de l'huile sous pression passe par le conduit 55. Cette huile sous pression parvient par la chambre annulaire 54 et les canaux 52, 51, 50 dans
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les alésages 48 et presse les pistons 47 contre la lame 46.
De ce fait, la lame 45 est immobilisée par freinage entre la lame 46 et la surface de friction 44. Le mécanisme plané- taire est bloqué. Le porte-satellites 36 et par là même également le pignon 2 reçoivent, par l'intermédiaire du plateau d'accouplement 39, le même nombre de tours que l'arbre de commande 41.
Par la disposition représentée, on peut obtenir au total huit vitesses. La plus faible vitesse se manifeste lors de l'immobilisation du pignon planétaire 33 au moyen du frein à ruban 35 par le rapport de transmission produit dans le mécanisme planétaire en combinaison avec le rapport de transmission indiqué ci-dessus de la première vitesse du mécanisme principal.
La seconde vitesse est produite après desserrage du ruban de frein 35 et pressage de l'accouplement à lames, donc après blocage du mécanisme planétaire; elle correspond exactement à la première vitesse sus-indiquée du mécanisme principal.
La troisième vitesse est produite par la transmission du mécanisme planétaire en combinaison avec les transmissions sus-indiquées pour la seconde vitesse du mécanisme principal.
Les manoeuvres sont effectuées de nouveau comme pour la première vitesse, de façon que l'accouplement à lames soit. dégagé et le frein à ruban 35 serré.
La quatrième vitesse est produite après desserrage du frein à ruban 35 et enclanchement de l'accouplement à lames, donc après blocage du mécanisme planétaire par la transmission sus-indiquée pour la seconde vitesse du mécanis- me principal.
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La cinquième et la septième vitesses sont enclanchées de la même façon que la première et la troisième, tandis que les sixième et huitième vitesses correspondent aux troisième et quatrième vitesses du mécanisme principal.
Contrairement à la réalisation représentée, dans laquelle le mécanisme planétaire est disposé devant le premier pignon 2 du mécanisme principal, ce mécanisme planétaire peut aussi être prévu en un autre endroit, par exemple derrière le pignon 14. Dans ce cas, il est possible de disposer le mécanisme planétaire plus ou moins à l'intérieur du pignon 14 et de ce fait d'économiser encore davantage la place. Le mécanisme planétaire peut aussi être disposé sur l'arbre auxiliaire, par exemple sur le pignon 3. Dans ce cas, le mécanisme planétaire n'influence que les vitesses dans lesquelles la paire de pignons 2, 3 est utilisée, donc dans le cas présent la première et la seconde vitesses du mécanisme principal.
Comme cela ressort de ce qui précède, le mécanisme planétaire assure un mode de manoeuvre particulièrement simple dans chaque cas entre deux vitesses. Par le serrage du frein à ruban et le dégagement de l'accouplement à lames, puis le desserrage du frein à ruban et le serrage de l'accouplement à lames, on peut passer d'une manière simple par exemple de la première à la seconde vitesse, ou de la seconde à la première vitesse.
REVENDICATIONS.
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